1、1论新一代国家大地测量控制网的建立摘要：我国从 50年代起，在全范围开展了大规模的大地测量工作，80年代以前建立了经典大地测量的完整体系，包括各类测绘基准。80 年代末，随着空间大地测量的发展，开始了由经典大地测量向现代大地测量转变的进军。大地测量基本满足了国家各种建设的需要，取得了巨大成就。 关键词：测量；控制网；发展 Abstract: our country rises from 50 time, in full scope for Geodetic work, before 80 time has established the classical geodesy of the com
2、plete system, including various types of Surveying and mapping. At the end of the 80s, with the development of space geodesy, started from the classical to the modern geodesy geodetic transformation into. Geodetic fundamental meet the state of various construction, gained huge success. Key words: me
3、asurement; control network; development 中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 前言 面对 21世纪国家经济进一步的发展，国防和地学科学研究新的需求，2随着高新科学技术特别是信息时代的挑战，我国大地测量工作者必须把握时机，规划新任务，提出今后（1015 年）发展目标，为经济的腾飞，国防的巩固，地学科学研究做出的新贡献。大地测量包括范围较广，就地基方式而言，仍应全力建立新一代大地测量控制网（以下简称新网） 。 新网的基本构成 新网的内容 新网应该是以卫星定位导航连续运行站（CORS）为基础，利用空间大地测量技术（
4、主要是 GPS，VLBI、SLR、SA）以及精密水准、重力测量等技术，相互结合，建立并维持国家高精度，三维动态的空间大地测量、高程、重力基准与信息网络化服务体系，服务于构筑数字中国基础框架，国家经济建设，国防建设和地球科学。 GPS 测量可分为 CORS与基本网两个层次。尽量做到 CORS与一等水准路线的基岩点、结点相重合，并在可能条件下与 2000重力基本网绝对重力或精密相对重力点一致。GPS 基本网点间距约 50100KM，分阶段布设，总点数约为 30005000 点，尽量做到与一等、一二等水准路线结点，一些水准基本点以及验潮站水准点重合，还要适当布设于水准路线间隔地区以及海岛上。并在可能
5、的条件下进行一定数量的精密重力测量。点的位置根据需要适当均匀分布，主要的骨干点需埋设在基岩上，如不能实现则必须稳定。 在此基础上，再推动各省、自治区与直辖市的较低等级大地测量的开展。例如布设 GPS的 C级网，精化区域大地水准面等。 新网布设的基本目的是构筑数字中国基础框架；建立和改善国家统3一的大地测量基准；为国家经济建设提供新型、高精度、多功能的定位信息；实现全国集成对地监测系统；为开展地球动学研究服务。这些目的归结为一条，就是建立并维持国家精度、三维动态大地测量基准体系。新网的主要技术指标 CORS 相对年变率测定精度：+1mm/a GPS 基本网点水平分量、垂直分量测定精度：+3-5m
6、m、5-10mm 一等准测量每公里偶然中误差、全中误差：+0.45mm、+1.0 绝对重力测定精度、相对重力联测精度：+3-5*10、+10*10 困难地区相对重力联测精度：+5*10 大地水准面（似）：+5-10cm（东部地区、含海域） +10-20cm（中、西部地区） +20-30cm（西部大山区） 复测周期 GPS 测量： 东部地区 58 年 西部地区 5年？（依地区不同情况与需要而定） 一等水准测量：约 15年左右 绝对重力测量：约 15年左右 新网的若干说明 卫星定位导航连续运行站为基础 建立 CORS是当前国际大地测量一大趋势。新网以 CORS为基础是因为它有一流的高精度，三维动态
7、的定位，其中一些站属于 IGS与 ITRF有4极密切的联系，是建立和维持我国大地参考框架并与世界参考框架接轨所必须。其次，还因为 CORS运作，很大程度改变了大地测量总体上通过间接形式为建设服务的方式，它将一系列的定位信息通过数据发播系统，编码、调制，利用网络和数字通讯技术提供、分发给广大用户，使大地测量能以更快捷、更广地直接开放形式服务于建设。例如用户可以方便的依据这它进行厘米定位，随时用于各类建设工程、智能化交通，公共安全保障等。还能为气象预报和无线电通讯等提供一定的服务。今后大地测量定位很大程度上要靠信息网络，这将大大推进大地测量本身的发展。为了实现新网的有关任务，建议国家建立 23 个
8、数据处理中心。 CORS 可以是 GPS技术支持，也可以是其它别的系统支持。在我国CORS网尚未布设完成前，GPS 基本网可利用国内已有的边疆运行站和国家周围 IGS站获得基础支持。 充分利用空间大地测量手段 建立新网，主要观测手段是高精度 GPS。它是现代大地测量主导技术，可以快速、方便的获得定位（水平与高程）信息，已被大地测量发展实践所证明。VLBI 测定长度目前已达到 10精度，是定义 ITRF时重要的观测手段，是监测全球板块和区域构造与测定极移、日长、地球自转变化以及 ITRF联结国际天球参考框架（ICRF）必不可少的技术。SLR 是目前精度最高的绝对（地心）定位技术，在定义 ITRF
9、时也起着重要作用。新网需与已有的 VLBI、SLI 站重合，若还有可能，可再测定少量流动VLBI、SLR，这样将使其可能保持当代最高尺度精度和地心坐标的精度。显然，这寻建立和维持我国大地参考框架也是必须的。 5SA 目前应用愈来愈广泛。这对于大地测量，主要用于确定海面地形，填补海洋大地水准面空白并提高其精度以及改善地球重力场模型。这一技术对新网将国家大地测量各种基准扩展至海域，是必不可少的。同时，也有利于新网为海洋与地球动力学服务。 多种技术相结合的布网模式 过去经典大地测量受方法和精度所限，控制网是分别单独布设的。现代 GPS测量技术完全改变了这种形式，直接可以求得点在空间的三维坐标。又由于
10、各种观测精度大幅度提高，服务对象的多方位，要求并可能将一点三维坐标变化同时直接求出。从而创造了布设大地控制网多种观测手段相互结合的前提。 当利用 GPS监测陆地垂直运动时，着重的并不是高程本身，而是它的变化。由于这部份量值很小，在实际应用中 GPS测量的大地高变化与水准量求得的正常高变化，可以认为是相当的。因而这种监测手段也是可行的。 高程与大地水准面有着直接关系。大地水准面若发生变化，高程也将发生变化。鉴于目前一些测量的精度还不完全足以分辨这种变化，所以国内某些学者按讨这一问题时，常高程变化都归结为大地水准面变化，因而算得这种变化往往过大。国外学者 MATHER用简化的司托克斯公式，对全球板
11、块运动引起的大地水准面变化做了估算，得出在中国地区变化速成率约为 0。1MM/A。所以通常在大地测量尺度内，大地水准面的变化可以完全忽略不计，只有在更长的时间尺度内才予以考虑。还应该指出，随着 GPS技术的发展，其测定高程精度还会提高，这方面是很有潜力的。6当代的大地网已是动态的控制网。对于陆地垂直运动，只是用高精度水准测量手段来推求，是很不够的。高精度水准本身存在某些局限。例如，只能求定水准路线上点的运动，而不能求定水准路线间隔区域内的陆地垂直运动。利用重复精密重力测量可以弥补水准测量的不足。此外，地面高程的变化，无不受到重力的影响。水准测量精度的不断提高，特别是绝对重力测量技术的发展，用精
12、密重力测量方法研究陆地垂直运动越来越被人们所重视。如果重力测量精度足够高，大地水准面在长时间尺度内的变化，就有条件加以顾及。利用水准与重力测量数据联合求定陆地垂直运动，是很好的方法。 因而，在某些点上同时测定 GPS与精密水准、精密重力是必要。多种测量手段在控制网上结合实现，可使一个点上获取多种信息，加大网的综合效能，提高网的使用价值，增强社会效益和经济效益。多种技术手段在一点实施测量，还将节约大量选埋资金投入。 新网与现有大地网的关系 现有的各类大地网曾发挥过巨大的作用，现在也还不同程度的使用着，有的还正在建设之中。但着眼于今后的发展，站在一个新的高度上看，有些人大地网的不足也是比较明显的。
13、例如全国天文大地网是 50-80年的产物，属参心坐标系，精度相对较低。国家一、二等水准网随着时间的推移，现时性不太强，一等水准虽经复测，也只占一、二等路线总长的 40%，常发生低等水准在高等之间不易闭合的现象。高精度 GPS网也有不少需要改善的地方。地壳观测网络由于心业上的侧重，多布设在活7动构造附近。与此同时，还要看到现有大地网还包括着丰富的地壳运动的信息。所以即要在今后 1015 年内建起新网，还要使新网立足于大地控制网基础之上。 新网的特点与重要意义 从以上所述，不难看出新网具有高精度、三维动态，多种观测相结合，多功能开放式服务的特点。 新网整体规划了我国大地测量发展模式和服务方向，构筑了本世纪初我国大地测量基准体系和服务体系。它对国家建设与社会发展有十分重要和深远的意义。社会效益和经济效益非常巨大，而且有相当的长期潜力。它还加强了我国基础测绘的地位，可望使我国大地控制网达到世界先进水平，并有所创新。它对我国大地测量发展起着积极推动作用，使我国大地测量在将来跃入一个新阶段。
